畢業(yè)設計指導與案例分析

1、畢業(yè)設計指導與案例分析沖壓模的設計7.1 沖壓模的設計內(nèi)容和步驟 7.1.1沖壓模的設計目的 冷沖模課程設計是“模具設計與制造專業(yè)”教學環(huán)節(jié)計劃安排的非常重要的教學實踐環(huán)節(jié)，也是畢業(yè)設計的首選內(nèi)容。模具課程設計一般安排在學習冷沖模具設計理論課程后，其目的在于鞏固所學知識，熟悉有關資料，梳理正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)學生的實際工作能力。通過模具結構設計，學生在工藝分析、工藝方案論證、工藝計算、模具零件結構設計、編寫技術文件和查閱文獻方面受到一次綜合訓練，增強學生的實際工作能力。 7.1.2沖壓模的設計步驟 1） 明確設計任務，收集有關資料； 2） 工藝分析和工藝方案的制訂； 3） 工藝計

2、算和設計； 4） 模具結構設計； 5） 繪制裝配圖和零件圖； 6） 圖樣審核； 7） 編寫使用說明書和設計計算書。 7.1.3明確設計任務，收集資料 學生拿到設計任務書后，首先明確自己的設計課題要求。并仔細閱讀冷沖模設計指導教材，了解模具設計的目的、內(nèi)容、要求和步驟。其次在教師指導下擬定工作進度計劃，查閱有關圖冊、手冊等資料。沖壓模設計時應準備以下資料。 1.沖壓件的產(chǎn)品零件圖及生產(chǎn)綱領 產(chǎn)品圖上標有零件的形狀、尺寸、精度、材料牌號及技術要求；生產(chǎn)綱領即是產(chǎn)品的生產(chǎn)批量。產(chǎn)品圖和生產(chǎn)綱領是沖模設計最主要的依據(jù)，設計出來的模具最終必須保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品零件，模具設計盡量達到壽命最大化。 2.產(chǎn)

3、品工藝文件 主要內(nèi)容是草擬的沖壓工藝卡。沖壓零件通常是由若干沖壓工序按一定的順序逐次沖壓成型的。因此，沖模設計前，先要進行沖壓工藝分析與草擬，確定工序次數(shù)、工序的順序及工序簡圖等，并把這些內(nèi)容編寫成沖壓工藝規(guī)程卡（草擬）。沖壓工序數(shù)和工序的組合確定了這一沖壓零件的模具數(shù)量和模具設計的重要依據(jù)，沖壓設計者必須按照草擬的工藝規(guī)程的工藝方案、模具數(shù)量、模具類別和相應的工序簡圖來設計沖壓模具。 3.沖壓設備資料 沖壓設備的資料主要是指沖壓設備的說明書或查找沖壓設備的技術數(shù)據(jù)，其內(nèi)容主要有技術規(guī)格、結構原理、調試方法、頂出和打料結構以及安裝模具的各種參數(shù)（如閉合高低、模炳孔尺寸、工作臺尺寸等）。設計沖模

4、時，應全面了解設備的結構特點和尺寸參數(shù)，并使模具的有關結構和尺寸與設備相適應。 4.有關沖壓模標準化的資料 設計沖模時，應優(yōu)先采用沖模國家標準件，盡量做到模具零部件標準化，以提高設計效率和設計品質，縮短沖模的設計與制造周期。7.2 沖壓模設計 7.2.1沖裁模設計 沖裁是最基本的沖壓工序，沖裁模的工藝設計包括排樣布置、刃口尺寸計算、間隙確定、沖裁力與壓力中心計算。 1.沖裁工藝設計（1）條料排樣 工件在條料上的布置方法叫做沖裁件的排樣。在沖裁工程中，材料的利用率，主要視排樣而定。排樣的正確與否，不但影響材料的利用率，而且影響模具的壽命和生產(chǎn)率。排樣時應考慮下面四個問題。1) 材料的利用率。力求

5、在相同的材料面積上得到最多的工件，以提高材料的利用率，材料利用率用式（7-1）計算：沖壓模的設計7.1 沖壓模的設計內(nèi)容和步驟 7.1.1沖壓模的設計目的 冷沖模課程設計是“模具設計與制造專業(yè)”教學環(huán)節(jié)計劃安排的非常重要的教學實踐環(huán)節(jié)，也是畢業(yè)設計的首選內(nèi)容。模具課程設計一般安排在學習冷沖模具設計理論課程后，其目的在于鞏固所學知識，熟悉有關資料，梳理正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)學生的實際工作能力。通過模具結構設計，學生在工藝分析、工藝方案論證、工藝計算、模具零件結構設計、編寫技術文件和查閱文獻方面受到一次綜合訓練，增強學生的實際工作能力。 7.1.2沖壓模的設計步驟 1） 明確設計任務，

6、收集有關資料； 2） 工藝分析和工藝方案的制訂； 3） 工藝計算和設計； 4） 模具結構設計； 5） 繪制裝配圖和零件圖； 6） 圖樣審核； 7） 編寫使用說明書和設計計算書。 7.1.3明確設計任務，收集資料 學生拿到設計任務書后，首先明確自己的設計課題要求。并仔細閱讀冷沖模設計指導教材，了解模具設計的目的、內(nèi)容、要求和步驟。其次在教師指導下擬定工作進度計劃，查閱有關圖冊、手冊等資料。沖壓模設計時應準備以下資料。 1.沖壓件的產(chǎn)品零件圖及生產(chǎn)綱領 產(chǎn)品圖上標有零件的形狀、尺寸、精度、材料牌號及技術要求；生產(chǎn)綱領即是產(chǎn)品的生產(chǎn)批量。產(chǎn)品圖和生產(chǎn)綱領是沖模設計最主要的依據(jù)，設計出來的模具最終必須

7、保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品零件，模具設計盡量達到壽命最大化。 2.產(chǎn)品工藝文件 主要內(nèi)容是草擬的沖壓工藝卡。沖壓零件通常是由若干沖壓工序按一定的順序逐次沖壓成型的。因此，沖模設計前，先要進行沖壓工藝分析與草擬，確定工序次數(shù)、工序的順序及工序簡圖等，并把這些內(nèi)容編寫成沖壓工藝規(guī)程卡（草擬）。沖壓工序數(shù)和工序的組合確定了這一沖壓零件的模具數(shù)量和模具設計的重要依據(jù)，沖壓設計者必須按照草擬的工藝規(guī)程的工藝方案、模具數(shù)量、模具類別和相應的工序簡圖來設計沖壓模具。 3.沖壓設備資料 沖壓設備的資料主要是指沖壓設備的說明書或查找沖壓設備的技術數(shù)據(jù)，其內(nèi)容主要有技術規(guī)格、結構原理、調試方法、頂出和打料結構以及安裝模

8、具的各種參數(shù)（如閉合高低、模炳孔尺寸、工作臺尺寸等）。設計沖模時，應全面了解設備的結構特點和尺寸參數(shù)，并使模具的有關結構和尺寸與設備相適應。 4.有關沖壓模標準化的資料 設計沖模時，應優(yōu)先采用沖模國家標準件，盡量做到模具零部件標準化，以提高設計效率和設計品質，縮短沖模的設計與制造周期。7.2 沖壓模設計 7.2.1沖裁模設計 沖裁是最基本的沖壓工序，沖裁模的工藝設計包括排樣布置、刃口尺寸計算、間隙確定、沖裁力與壓力中心計算。 1.沖裁工藝設計（1）條料排樣 工件在條料上的布置方法叫做沖裁件的排樣。在沖裁工程中，材料的利用率，主要視排樣而定。排樣的正確與否，不但影響材料的利用率，而且影響模具的壽

9、命和生產(chǎn)率。排樣時應考慮下面四個問題。材料的利用率。力求在相同的材料面積上得到最多的工件，以提高材料的利用率，材料利用率用式（7-1）計算： （7-1）式中k材料利用率；n條料上的工件數(shù)量；a單個工件的面積，；A條料面積， ；通過選擇和比較排樣方案，可找到最經(jīng)濟的方案。 （2）成產(chǎn)批量。排樣必須考慮生產(chǎn)批量的大小，生產(chǎn)量大時可采用多排式混合排樣法，即一次可沖幾個工件。這種方法模具結構復雜、成本高，當生產(chǎn)量太小時，就不經(jīng)濟了。常見的排樣方式見表7-1表7-1 常用排樣方式 （3）搭邊。排樣時工件之間及工件與條料之間留下的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補償送料的誤差，保證沖出合格的工件。搭邊還可以使條

10、料保持一定的剛度，便于送進。 搭邊值要合理確定。搭邊值過大，材料利用率低；搭邊值過小，調料容易拉斷，使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會拉入凸模和凹模的間隙中，損壞刃口。表7-2列出了重載時常用的最小搭邊值表7-2 沖壓金屬材料的搭邊值料厚手送料自動送料圓形非圓形往復送料11.51.521.5321221.52.523.52.532232.5232.543.53432.53.5354434543546554565465766568657687768以上76879887注：沖非金屬材料（皮革、紙板、石棉等）時，搭邊值應乘1.52 4）步距與條料寬度 步距：指沖壓過程中條料每次向前送進的距離，其值為排樣時沿送

11、進方向相鄰毛坯之間的最小距離。步距可定義為 （7-2）式中 S沖裁布局理論公差為； L沿條料送進方向，毛坯外形輪廓的最大深度，; 沿送進方向的搭邊值，見表7-2步距與最小距離值，。 條料寬度的確定：是指根據(jù)排樣結果確定的毛坯所需寬度方向的最小尺寸（一般是在有搭邊的情況下，并注意裁剪時所產(chǎn)生的公差）。導料板之間的距離也是指導料板之間寬度方向的最小尺寸。 條料的剪裁誤差及送料時的誤差，實際的調料寬度應有一定的寬度裕，具體的尺寸可根據(jù)不同的送料分有側壓方式計算無側壓方式計算和有定距側刃定位方式計算（通常級進模采用無側壓方式和有定距側刃定位方式）。 無側壓裝置時條料的寬度：無側壓裝置的模具，條料送進可

12、能在導尺之間擺動，從而會是某一側的搭邊減少。因此，計算條料寬度時應補償側搭邊的減小量。如圖7-1所示無側壓裝置條料寬度的確定。 條料寬度計算公式： （7-3） 導板之間距離計算公式： （7-4）式中 B條料寬度尺寸； 導板之間距離尺寸； 條料寬度的裁剪單向（負向）公差，見表7-3； 條料與導料板之間的間隙，一般薄料時取0.10.3mm，厚料時取0.30.8mm； D單排時為工件展開寬度（垂直方向），多排或混合排時為工件展開垂直方向最大寬度。有側壓裝置時條料的寬度：模具有側壓裝置的頂壓下始終沿某一側的導料板送進。如圖7-2所示有側壓裝置條料寬度的確定。條料寬度計算公式： （7-5）導板之間的距離

13、計算公式： （7-7）式中B條料寬度尺寸； 導板之間距離尺寸； 條料寬度的裁剪單向（負向）公差，見表7-3； 條料與導料板之間的間隙，一般取12mm； D單排時為工件展開寬度（垂直方向），多排或混合排時為工件展開垂直方向最大寬度。 (2)力的計算 有關力的計算，總的沖壓力包括沖裁力卸料力推件力頂件力。 沖裁力是凸模與凹模相對運動使工件與板料相分離所需的力，它與板料厚度工件周邊長度材料的力學性能等參數(shù)相關。沖裁力是設計模具、選擇壓力機的重要參數(shù)。 對于高強度材料或厚度大、周邊長的工件，可采用斜刃口的方法降低沖裁力。斜刃口的形式見圖7-3，有關數(shù)據(jù)見表7-4。表7-4 常用斜刃數(shù)據(jù)材料厚度斜刃高度

14、斜刃角度平均沖裁力為平刃的百分數(shù)3以下3102t2tt<55830406085 對于有多個凸模的沖裁?；蚣夁M模，將凸模設計為階梯形布置，即將凸模做成不同高度，如圖7-4所示，使凸模沖裁力的最大值不同時出現(xiàn)，從而減少總的沖裁力。對于同一模具上的幾個凸模的大小相差懸殊，距離較近的情況，由于大凸模沖裁時會造成材料水平方向上的流動，所產(chǎn)生的側向力會使小直徑凸模折斷。為避免這種情況，應將小凸模做得短一點。沖裁時大凸模沖裁結束后，小凸模再進行沖裁。 階梯形布置的凸模間高度差H取決于材料的厚度，一般為 由于沖裁中材料的彈性變形與摩擦的存在，沖擦后帶孔部分的材料會緊箍在凸模上，而落下部分的材料會緊卡在凹模洞中。從凸模上卸下板料的力稱為卸料力；把落料件從凹